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    海綿城市建設(shè)已經(jīng)如火如荼地開展4年多了，整個行業(yè)也從最初的一片迷茫進化到對海綿內(nèi)涵基本理解的階段，但從我個人經(jīng)歷過的規(guī)劃和設(shè)計項目以及相關(guān)學術(shù)論文來看，有些問題仍然非常嚴重，在某種程度上甚至制約和阻礙了海綿城市建設(shè)的進一步全面推進。

 

 

1 海綿城市是工程還是理念?

 

國務(wù)院辦公廳《關(guān)于推進海綿城市建設(shè)的指導意見》中明確指出：“海綿城市是指通過加強城市規(guī)劃建設(shè)管理，充分發(fā)揮建筑、道路和綠地、水系等生態(tài)系統(tǒng)對雨水的吸納、蓄滲和緩釋作用，有效控制雨水徑流，實現(xiàn)自然積存、自然滲透、自然凈化的城市發(fā)展方式。”因此，海綿城市是一種理念，不是某種工程類別，也就不存在什么海綿項目的說法，我們要做的是在任何一個工程項目中落實海綿理念。

 

2 海綿理念的內(nèi)涵和外延是什么?

 

關(guān)于這個問題，目前尚存爭議。

 

城市發(fā)展從水的角度可以分為6個階段：

 

(1)供水城市：解決喝水問題。

 

(2)污水管理城市：解決污水排放問題。

 

(3)排水管理城市：解決雨水排放問題。

 

(4)水道塑造城市：類似海綿城市中的河道生態(tài)駁岸改造。

 

(5)水循環(huán)城市：恢復(fù)城市水的良性社會循環(huán)。

 

(6)水敏感城市：把水融入城市生活。

 

發(fā)達國家已經(jīng)基本解決了前4個問題(罕見暴雨時發(fā)生內(nèi)澇不能作為城市排水系統(tǒng)存在問題的標志)，水循環(huán)城市和水敏感城市建設(shè)也得到了越來越多的重視。而我國還處于發(fā)展中國家階段，甚至在上海這樣的國際化大都市，仍然存在飲用水安全問題(復(fù)旦大學研究報告：華東地區(qū)近60%的兒童尿液中含畜禽類抗生素)，因此我國的海綿城市評價和考核包含管網(wǎng)漏損控制和飲用水安全等指標有一定的意義。但是由于這些指標和雨水管理關(guān)系不大而引起的一些爭議，也確實對海綿城市的推進產(chǎn)生了負面影響。個人認為海綿城市內(nèi)涵應(yīng)聚焦全過程的雨水管理(排水防澇可納入海綿城市中)，其核心目標是解決由于降雨帶來的水質(zhì)和水量問題，給水和污水系統(tǒng)存在的問題可作為海綿城市理念的外延而存在。

 

3 哪個專業(yè)是海綿城市建設(shè)的主專業(yè)?

 

海綿城市建設(shè)需要多專業(yè)配合，但配合也還是要有個主專業(yè)(例如：建筑設(shè)計中建筑專業(yè)就是主專業(yè)，結(jié)構(gòu)、水、暖、電等專業(yè)就是配合專業(yè))，因此這個問題有必要講清楚。

 

前面已經(jīng)說過，海綿城市是一種理念，需要各個專業(yè)在具體項目中落實，因此大部分情況下，落實海綿理念并不會導致項目主導權(quán)發(fā)生改變，而是需要各專業(yè)對海綿的一些關(guān)鍵知識有所了解。例如：對于道路工程落實海綿，主專業(yè)應(yīng)該是道路專業(yè)，因為最關(guān)鍵的是道路線型、橫斷面布置以及道路橫縱坡度等，至于道路上的一些低影響開發(fā)設(shè)施設(shè)計(綠地下凹深度、路沿石開口間距和寬度、穿孔管開孔率計算等)，都屬于非常細部的東西，并不會影響大局，至少不會影響到項目投標成敗。對于建筑與小區(qū)項目，主專業(yè)應(yīng)該是建筑或規(guī)劃專業(yè)(景觀專業(yè)在美國設(shè)計行業(yè)地位特殊，因此我們也能看到很多景觀專業(yè)主導的涉水設(shè)計獲得各種獎項)，他們決定小區(qū)的總平面布置，而總平面布置恰恰決定了一個項目是否能很好地落實海綿理念，一個項目如果在總平圖布置階段沒有認真考慮海綿，它落實海綿理念難度和改造項目落實海綿理念相差無幾。

 

4 年徑流總量控制率到底是什么?

 

年徑流總量控制率屬于小雨水文學(small storm hydrology)中的概念，美國艾奧瓦州《StormwaterManagement Manual》有這么一段話：“水質(zhì)控制設(shè)計更多聚焦于年徑流總量而非峰值暴雨事件。通常，較小的暴雨事件產(chǎn)生了一年大部分的降雨和徑流量。水質(zhì)控制容積(WQv)是去除大部分雨水徑流污染所需要處理的容積，定義為去除80%場地開發(fā)后年總懸浮固體(TSS)，通過截留和處理(intercepting and treating)全部降雨徑流的一定比例(90%)來實現(xiàn)。”這段話中的90%就是年徑流總量控制率，可見該指標是水質(zhì)指標，而非水量指標�？刂埔辉~的含義是截留和處理，截留是手段，處理是目的。

 

《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》附錄2“年徑流總量控制率與設(shè)計降雨量之間的關(guān)系”給出了中國的年徑流總量控制率計算方法，它考慮到中國沒有場降雨量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，而改用日降雨量，某種程度上掩蓋了該指標和面源污染控制之間的關(guān)系。如果設(shè)計師把附錄2中的日降雨量理解成場降雨量，相信一定能理解為什么這個指標是面源污染控制指標。

 

5 年徑流總量控制率和雨量徑流系數(shù)有沒有關(guān)系?

 

很多的規(guī)劃文本和學術(shù)論文(有些已經(jīng)發(fā)表，有些被拒稿)都認為，現(xiàn)狀年徑流總量控制率等于1減去綜合雨量徑流系數(shù)，規(guī)劃后的年徑流總量控制率應(yīng)該等于規(guī)劃前(也就是現(xiàn)狀年徑流總量控制率)，這屬于完全沒有理解概念。美國LEED手冊規(guī)定年徑流總量控制率為90%(對應(yīng)25.4mm降雨量)，難道這意味著美國開發(fā)前的場地綜合雨量徑流系數(shù)是0.1?難道控制25.4mm降雨就能把徑流系數(shù)削減到0.1?

 

有同行一直追問，如果和雨量徑流系數(shù)無關(guān)，那年徑流總量控制率到底怎么定出來的，為什么我們這定75%，不是70%或者80%?我的回答是：有些設(shè)計標準是沒有道理可言的，例如你們那的雨水管道設(shè)計標準是3年一遇，為什么不是2年一遇或者5年一遇?實際上，年徑流總量控制率70%、75%和80%區(qū)別并不大，沒必要死摳，真正需要死摳的是到底有多少不透水面積被斷接了。

 

6 年徑流總量控制指標能不能分解?

 

這個問題和容積法適用范圍是同一個問題。容積法采用蓄水容積目標來代替水質(zhì)目標，有一定缺陷，但簡化了設(shè)計，因此在世界范圍內(nèi)得到了廣泛使用。但必須要注意的是，容積法應(yīng)在某個具體的LID設(shè)施設(shè)計時使用，不宜應(yīng)用到多個獨立的LID設(shè)施，嚴禁應(yīng)用到總規(guī)和控規(guī)尺度。舉例如下：

 

某小區(qū)總面積50000m2，內(nèi)有兩個生物滯留設(shè)施，面積分別為200 m2和300 m2，其匯水面積分別為1000 m2和3000 m2(含生物滯留設(shè)施自身面積)。假如當?shù)啬陱搅骺偭靠刂坡蕦��?yīng)的降雨量為25mm，綜合雨量徑流系數(shù)為0.6，不考慮降雨過程中的土壤下滲能力。正確的設(shè)計是：兩個生物滯留設(shè)施的蓄水容積分別為15m3和45 m3，折算成下凹深度分別為7.5cm和15cm。如果按照當前的一些錯誤做法，生物滯留設(shè)施的總蓄水量應(yīng)該達到750 m3，這會導致生物滯留設(shè)施過深，積水不能及時排空，帶來一系列惡果。

 

某網(wǎng)友看到案例后，受到了“啟發(fā)”，留言說：“剩下的690 m3是不是就在其它地塊解決?”這種理解就是把容積法應(yīng)用到總規(guī)和控規(guī)尺度的思維。只要理解年徑流總量控制率是面源污染控制指標后，就能明白：你在其它地塊蓄水690 m3，也不能解決本地塊剩下的46000 m2匯水區(qū)的面源污染啊!

 

7 LID設(shè)施匯水區(qū)劃分問題?

 

相當多LID設(shè)計中設(shè)施匯水區(qū)都是以管道為依據(jù)劃分(到目前為止，我只見到過1個項目不是這樣的，有且只有1個)，再輔以容積法進行計算，很輕松就能實現(xiàn)整個地塊滿足年徑流總量控制率要求(有些靠調(diào)蓄池來滿足折算后的蓄水量要求)，也使得LID設(shè)計看起來不需要總平圖和豎向?qū)�業(yè)配合。毫無疑問，這種做法是錯誤的!

 

說句心里話，這個問題都不知道怎么解釋!你設(shè)計什么設(shè)施就應(yīng)該以什么設(shè)施為依據(jù)劃分匯水區(qū)，這難道不應(yīng)該是基本的水文學常識嗎?

 

現(xiàn)階段由于地形圖精度或豎向設(shè)計深度不夠，很多時候還無法做到能較為準確地繪制LID設(shè)施匯水區(qū)，這就需要設(shè)計師花費更多的精力，例如：改造項目要到現(xiàn)場細致的觀察地形，新建項目要經(jīng)常在施工現(xiàn)場指導施工。(有同行表示，如果這樣做的話，設(shè)計費和時間投入不成比例，這個只能呼吁增加設(shè)計費了!)

 

只有以LID設(shè)施為依據(jù)劃分匯水區(qū)，才能認識到海綿設(shè)計的困難到底在哪里，絕對不是什么總蓄水量達標的問題，而是總平圖和豎向的問題。這也就是前面為什么說建筑或規(guī)劃專業(yè)是主專業(yè)的原因。

 

8 綠地用地需不需要上設(shè)施?

 

低影響開發(fā)設(shè)計的關(guān)鍵在于理解“斷接”的含義，簡單說，“斷接”就是不能讓來自不透水面(屋面、路面等)的雨水直接進入管道和河道，而是要先經(jīng)過透水面截留和處理，再排入管道和河道，也就是雨水不能“直接”外排。因此，綠地上的雨水可以不需要LID設(shè)施處理。

 

9 徑流污染去除率如何核算可以達標?可不可以按面積加權(quán)?

 

年徑流總量控制率本身就是污染控制指標，再考核什么污染去除率純屬多此一舉。只要LID設(shè)施設(shè)計合理，就可以認為達到了污染去除目標，至于到底能去除多少，這個作為一個學術(shù)研究可以，作為工程設(shè)計目標實在難以講清楚。

 

10現(xiàn)在做的海綿設(shè)計感覺都是LID，其他方面，比如內(nèi)澇這些如何考慮呢?

 

LID只是海綿的源頭部分，因為是個新東西，所以感覺海綿好像只有LID。內(nèi)澇問題解決主要還是要靠城市河網(wǎng)水系和雨水管道系統(tǒng)，這些工作屬于防洪排澇和排水防澇的內(nèi)容，需要慢慢納入海綿城市建設(shè)范疇內(nèi)。

 

本人曾經(jīng)寫過一篇《徑流峰值控制目標的量化研究》論文，就是為了解決現(xiàn)在的LID設(shè)計只做水質(zhì)而不做水量控制的問題，已經(jīng)被某些地方寫入地方規(guī)范了，可以從源頭解決水量控制問題，進而緩解內(nèi)澇。

 

11 滲透管開孔率怎么計算，按照1天滲透時間可否恰當?

 

開孔率計算有公式，后面我會專門寫一篇文章講這個問題。至于滲透時間，目前國家只規(guī)定了上限2d，我個人認為設(shè)計要用下限(例如6h)，當滲透時間超過上限時(2d)，意味著設(shè)施需要進行維護了。

 

12 LID蓄水能力之外的控制容積用調(diào)蓄池加水處理設(shè)施是否可行?

 

我們國家的海綿城市理念是包括灰色基礎(chǔ)設(shè)施在內(nèi)的，理論上可以采用調(diào)蓄池加水處理設(shè)施處理初期雨水污染。但是考慮到我國現(xiàn)狀(很多小區(qū)物業(yè)費都收不上來)，在小區(qū)內(nèi)建設(shè)調(diào)蓄池和處理設(shè)施，恐怕運行維護會是個大問題。

 

13 地下室滿鋪的小區(qū)能否進行海綿城市建設(shè)?

 

這個問題的言外之意是小區(qū)下面有地下室，雨水無法下滲，所以沒法做海綿。其實，只要理解年徑流總量控制率是面源污染控制指標，就能理解任何項目都能做海綿，只是指標高低和建設(shè)成本問題。地下室頂板上面的土壤和綠地完全可以實現(xiàn)雨水徑流的斷接。

 

14 徑流系數(shù)到底是怎么回事?

 

徑流系數(shù)分為雨量徑流系數(shù)和流量徑流系數(shù)，《海綿城市建設(shè)技術(shù)指南》中容積法采用的是雨量徑流系數(shù)，《室外排水設(shè)計規(guī)范》采用的是流量徑流系數(shù)。徑流系數(shù)和很多因素有關(guān)，精確計算幾乎是一個無法完成的任務(wù)，但是基本可以肯定的是，降雨量越大，徑流系數(shù)越大。

 

容積法采用的雨量徑流系數(shù)肯定要比排水防澇設(shè)計采用的雨量徑流系數(shù)要大，這是因為對應(yīng)的設(shè)計標準不同。對于LID設(shè)計而言，年徑流總量控制率是一個簡化的設(shè)計指標，容積法也是一個經(jīng)過簡化的計算方法，深究雨量徑流系數(shù)到底取多大合適其實對設(shè)計意義不大。但是，關(guān)于水面的徑流系數(shù)是多少，卻是一個有意思的問題。

 

有朋友問：“水面的徑流系數(shù)是1，那么是不是水面越少，徑流系數(shù)越小了?”水面徑流系數(shù)取1，這是國際通行的做法，但是在計算綜合徑流系數(shù)時，絕對不能把把水面一起加權(quán)，水面應(yīng)該作為調(diào)蓄設(shè)施進行調(diào)蓄計算，有關(guān)調(diào)蓄計算的問題請參考《徑流峰值控制目標的量化研究》一文。

 

15 海綿城市設(shè)計怎么考核是否達標，是否要用模型軟件進行模擬?

 

用模型軟件進行年徑流總量控制率模擬可以說是這幾年學術(shù)論文熱點，也是概念錯誤的重災(zāi)區(qū)，目前已經(jīng)在向工程設(shè)計領(lǐng)域蔓延。

 

如果只是年徑流總量控制率指標，完全不需要用軟件模擬，甚至可以說，軟件無法模擬。只要把容積法用到單個LID設(shè)施，設(shè)計一定正確。

 

如果是計算LID設(shè)施對徑流峰值的削減效果，那就必須要用模型軟件。目前常見的模型軟件中，只有SUSTAIN能實現(xiàn)所有情況的模擬。(其他軟件無法實現(xiàn)管道重新流回集水區(qū)的模擬)

 

我迫切希望國內(nèi)能多研究下單個集水區(qū)情況下的LID設(shè)施模擬，搞清楚這里面的細節(jié)，再去研究LID設(shè)施對大尺度規(guī)劃的徑流削峰效果。舉個簡單例子：EPASWMM里，集水區(qū)內(nèi)嵌LID設(shè)施時，其平面布置有4種情況，這幾種方法有何區(qū)別，對模型模擬結(jié)果有何不同了?

 

16 如果給你一個小區(qū)海綿設(shè)計你怎么說服審查單位，怎么讓規(guī)劃設(shè)計通過?

 

只要正確的聲音足夠大，就能壓倒錯誤的聲音。這幾年的經(jīng)歷讓我明白，正確只會遲到，不會缺席!

 

希望通過本文，讓更多的人理解海綿，會做海綿，這樣才不會導致把正確當成錯誤，顛倒黑白的事情反復(fù)發(fā)生。

 

最后，我想說一點，雖然國家推出海綿城市建設(shè)確實稍顯倉促，行業(yè)對此也確實技術(shù)儲備不足。但是，過了4年多還犯低級錯誤，這絕對是設(shè)計師個人問題。至于學術(shù)論文犯低級錯誤，某種程度上就無法讓人接受。隨便找本國外雨水管理手冊讀一讀就明白的事情，為什么就不去弄明白了?


 

作者簡介：梁小光(1985-)，男，江西撫州人，碩士，武漢大學海綿城市研究中心學術(shù)委員會委員，主要從事城市水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計和理論研究。